Радіофізичні методи діагностики матеріалів і середовищ



Сторінка10/24
Дата конвертації09.03.2016
Розмір5.77 Mb.
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   ...   24

Теми практичних (семінарських) занять і контрольні питання до розділу 3

  • Теми практичних (семінарських) занять


    1. Будова та принцип роботи вимірювального мікроскопа (п. 3.6.1).

    2. Схеми будови ендоскопів (п. 3.6.2).

    3. Структурна схема телевізійної установки для оптичного контролю об'єктів (п. 3.6.3).

    4. Застосування телевізійної автоматики для оптичного контролю об'єктів (п. 3.6.4).

    5. Принцип роботи та схема інтерферометра (п. 3.6.5).

    6. Методики голографічного контролю (п. 3.6.6).



    1. Контрольні питання


    1. На які умовні три групи можна розділити методи оптичного контролю? Дайте їх коротку характеристику.

    2. Які основні джерела світла вам відомі? Дайте їх коротку характеристику.

    3. У чому полягає принцип побудови оптичної системи?

    4. Які основні елементи входять до складу оптичної системи?

    5. У чому відмінність геометричних аберацій від хроматичних аберацій?

    6. Які основні типи первинних перетворювачів оптичного випромінювання вам відомі?

    7. Які принципи покладені в основу візуально-оптичного методу контролю?

    8. У чому полягає принцип побудови фотометричного контролю?

    9. Які основні переваги телевізійного контролю?

    10. У чому відмінність інтерференційних методів контролю від фотометричних?

    11. У чому полягає принцип побудови голограм? Поясніть переваги цього методу контролю?

    12. Які основні принципи побудови вимірювальних мікроскопів? Функціональна схема мікроскопа.

    13. На яких елементах базується побудова ендоскопів? Основні види ендоскопів.

    14. Які основні блоки входу в структурну схему телевізійної установки?

    15. Які основні схеми телевізійних вимірювань об'єктів вам відомі?

    16. Які основні принципи використовуються при побудові інтерферометрів?

    17. У чому полягає методика голографічного контролю?

    5РОЗДІЛ 4
    РАДІАЦІЙНИЙ КОНТРОЛЬ




    1. 4.1 Загальні питання радіаційного контролю


    Радіаційний метод контролю базується на взаємодії з матеріалом (об'єктом) іонізуючих (проникних) електромагнітних і корпускулярних випромінювань та реєстрації результатів цієї взаємодії [4–8].

    У радіаційному контролі використовують випромінювання подвійної природи: електромагнітних хвиль та елементарних частинок, що мають значення частоти кванта  Гц і більше або відповідно довжину хвилі у вакуумі коротше 10 нм, або енергію кванта більше 124 еВ (близько  Дж).

    Різні іонізуючі випромінювання при діагностиці матеріалів можуть бути отримані від джерел двох основних груп: електронні джерела та радіоізотопні джерела.

    До джерел випромінювання, побудованих на основі електронних пристроїв, належать: рентгенівські апарати (мають найбільше застосування), бетатрони, лінійні прискорювачі, мікротрони та деякі інші пристрої.



    Принцип дії електронних джерел ґрунтується на перетворенні енергії електронів, що рухаються, в енергію різних видів випромінювань. Джерела випромінювання на базі електронних пристроїв можуть створювати рентгенівське випромінювання, гамма-випромінювання, бета-випромінювання. Бетатрони, лінійні прискорювачі та мікротрони безпосередньо створюють потік електронів, а якщо спрямувати його на мішень із певного матеріалу, можна одержати електромагнітне (гальмівне або характеристичне) випромінювання із енергією квантів, що залежить від енергії електронів. Значною перевагою електронних джерел випромінювання є можливість регулювання інтенсивності випромінювання і його спектрального складу, а також повна безпека при вимиканні електроживлення. Недолік  великі габарити й маса, а також необхідність зовнішнього джерела електроенергії великої потужності.

    Радіоізотопні джерела побудовані на основі ізотопів речовини, що має природну або штучну радіоактивність. Ці джерела звичайно створюють корпускулярне випромінювання (електрони, протони, нейтрони та ін.) з різними енергіями частинок і гамма-випромінювання. Перевагою радіоізотопних джерел є їх портативність і можливість застосування без додаткових джерел енергії. До недоліків таких джерел можна віднести неможливість регулювання спектрального складу випромінювання.

    Довжина хвилі іонізуючих випромінювань порівнянна з розмірами молекул та атомів або менша за них, що визначає складний характер взаємодії цих випромінювань із матеріалом контрольованого об'єкта та обумовлює ймовірнісний характер результатів взаємодії. Загальною тенденцією при взаємодії іонізуючих випромінювань із речовиною є збільшення його проникної здатності зі збільшенням енергії квантів.

    Найчастіше в апаратурі радіаційного контролю використовують випромінювання, що пройшло через об'єкт. Рідше під час вирішення деяких завдань товщинометрії та контролю властивостей матеріалів використовують зворотно розсіяне випромінювання або перевипромінювання квантів вторинного випромінювання.

    Радіаційні методи порівняно з іншими методами неруйнівного контролю мають найбільшу біологічну небезпеку, тому під час їх використання повинні дотримуватися певні організаційні, санітарні норми охорони праці та правила техніки безпеки, значення яких збільшується при підвищенні потужності джерела випромінювання.

    Випромінювання, що застосовуються в радіаційному контролі, як електромагнітної природи у вигляді фотонів, так і корпускулярної природи у вигляді потоку частинок, можуть характеризуватися різними фізичними величинами. Однак серед них можна виділити й загальні показники випромінювання: потік енергії, потужність джерела, інтенсивність, експозиційна (поглинена) доза, енергія квантів і спектральна характеристика, що характеризуються такими співвідношеннями:

    1. Потік енергії випромінювання (Дж/м2)

    , (4.1)

    де – сумарна енергія частинок або квантів іонізуючого випромінювання;



    – площа перерізу елементарного середовища, у яку проникає випромінювання.

    2. Потужність джерела випромінювання

    , (4.2)

    де – сумарна енергія частинок або квантів, що випромінюються за одиницю часу.



    3. Інтенсивністю випромінювання (щільністю потоку енергії) (Вт/м2) називається відношення приросту енергії іонізуючого випромінювання , що проходить через сферу із площею за час , тобто

    . (4.3)


    Інтенсивність випромінювання змінюється обернено пропорційно до квадрата відстані від джерела до точки вимірювання. Тому інтенсивність випромінювання вказують на певній відстані від джерела (звичайно 1 м).

    Випромінювальна частина джерел, як правило, набагато менша за відстань до контрольованого об'єкта та перетворювача, тому можна вважати, що інтенсивність при збільшенні відстані зменшується обернено пропорційно до його квадрата:

    , (4.4)

    де – інтенсивність випромінювання на відстані .



    Кожен фотон може характеризуватися енергією , якій може бути поставлена у відповідність певна довжина хвилі , що обчислюється за відомою формулою

    , (4.5)


    де – швидкість світла у вакуумі; – частота; h – стала Планка ( Джс).

    Енергія кванта випромінювання визначає його проникну здатність й, отже, можливість виявлення дефектів у контрольованих об'єктах різної товщини та густини. Джерела іонізуючих випромінювань можуть створювати одночасно кванти широкого спектрального діапазону енергій, які по-різному взаємодіють із речовиною.

    Незалежно від конкретного виду іонізуючого випромінювання під час організації радіаційного неруйнівного контролю можна відзначити дві узагальнені схеми. У першій схемі відбувається аналіз випромінення, що пройшло через контрольований об'єкт. У другій аналізується розсіяне (відбите) випромінення.

    Радіаційний контроль за першою схемою має найбільше поширення. Цей метод особливо широко застосовується для цілей дефектоскопії та контролю внутрішньої структури різних об'єктів за можливості двостороннього доступу до них при значній товщині (до 0,5 м).

    Контроль із розсіяного (відбитого) випромінювання полягає в реєстрації випромінювання в тій самій області, де розташоване джерело. Цей метод радіаційного контролю застосовується для цілей товщинометрії та визначення властивостей матеріалу. Він використовується для діагностики шарів невеликої товщини (до декількох міліметрів). Джерело випромінювання та первинний вимірювальний перетворювач, що реєструє вторинне (відбите) випромінювання, у цьому разі розміщені близько одне від одного, і для зниження дії прямого випромінювання на вимірювальний перетворювач використовують захисні екрани.

  • 1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   ...   24


    База даних захищена авторським правом ©refs.in.ua 2016
    звернутися до адміністрації

        Головна сторінка